2.有向图与无向图
1. 无向图(Undirected Graph)
定义:
一个无向图是一个有序对:
$G = (V, E)$
其中:
-$ V $ 是一个有限集合,称为顶点集(Vertex Set),元素为顶点(或节点)。
-$ E \subseteq \binom{V}{2} $,即边集是所有无序顶点对的子集,每条边连接两个不同的顶点。
注:$ \binom{V}{2} $ 表示从 $ V $ 中任取两个不同元素组成的无序对集合。
边的表示:
若 $ u, v \in V $ 且 $ u \neq v $,则边 $ e = \{u, v\} $ 是一条连接 $ u $ 和 $ v $ 的无向边。
特点:
- 边没有方向
- 若 $ \{u,v\} \in E $,则 $ u $ 与 $ v $ 相邻(adjacent)
- 图可以包含多重边(允许重复边)或自环(loop),但标准简单图不允许
2. 有向图(Directed Graph / Digraph)
定义:
一个有向图是一个有序对:
$D = (V, A)$
其中:
- $ V $ 是一个有限集合,称为顶点集
- $ A \subseteq V \times V $,称为弧集,即每条边是一个有序对
注:$ A \subseteq V \times V $,意味着边是有方向的。
弧的表示:
若 $ (u, v) \in A $,则称有一条从 $ u $ 指向 $ v $ 的有向边(或弧),记作 $ u \to v $。
- $ u $ 称为起点(tail)
- $ v $ 称为终点(head)
特点:
- 边具有方向性
- $ (u,v) \in A $ 不一定意味着 $ (v,u) \in A $
- 允许自环:$ (u,u) \in A $ 是合法的
- 允许多重弧:多个 $ (u,v) $ 可以同时存在(在多重图中)